Đang tải... (xem toàn văn)
Luan van Nguyen ð�I H�C QU�C GIA HÀ N�I TRUNG TÂM NGHIÊN C�U TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯ�NG ð�NG TH� THÙY NGUYÊN NGHIÊN C�U ðÁNH GIÁ HI�U QU� X LÝ NƯ C TH�I B�NH VI�N B�NG PHƯƠNG PHÁP THI U HI U KHÍ (AO) S[.]
ð I H C QU C GIA HÀ N I TRUNG TÂM NGHIÊN C U TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯ NG ð NG TH THÙY NGUYÊN NGHIÊN C U ðÁNH GIÁ HI U QU X LÝ NƯ C TH I B NH VI N B NG PHƯƠNG PHÁP THI U - HI U KHÍ (AO) S D NG GIÁ TH SINH H C ECO - BIO - BLOCK (EBB) C I TI N Chuyên ngành: Môi trư ng phát tri n b n v ng (Chương trình đào t o thí m) LU N VĂN TH C S KHOA H C MÔI TRƯ NG NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C: PGS.TS TR NH VĂN TUYÊN HÀ N I - 2016 L I CÁM ƠN ð u tiên, xin chân thành c m ơn PGS TS Tr nh Văn Tuyên - Vi n Công ngh môi trư ng - Vi n Hàn lâm Khoa h c Cơng ngh Vi t Nam t n tình hư ng d n giúp tơi hồn thành lu n văn u c u đ Tơi xin chân thành c m ơn ThS Hoàng Lương b n bè đ ng nghi p Vi n Cơng ngh môi trư ng - Vi n Hàn lâm Khoa h c Cơng ngh Vi t Nam t o m i u ki n giúp đ tơi hồn thành lu n văn Tơi xin chân thành c m ơn th y giáo, cô giáo, cán b c a Trung tâm Nghiên c u Tài nguyên Mơi trư ng truy n đ t ki n th c cho tơi q trình h c t p t i Trung tâm, gia đình, b n bè khuy n khích, đ ng viên t o m i ñi u ki n thu n l i giúp tơi hồn thành lu n văn Trân tr ng c m ơn Hà N i, ngày 04 tháng 11 năm 2015 TÁC GI LU N VĂN ð ng Th Thùy Nguyên L I CAM ðOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a riêng Các s! li u nêu lu n văn trung th"c, không s# d$ng s! li u c a tác gi khác chưa ñư c cơng b! ho%c chưa đư c s" đ ng ý Nh&ng k t qu nghiên c u c a tác gi chưa t'ng đư c cơng b! b(t kỳ m t cơng trình khác Hà N i, ngày 04 tháng 12 năm 2015 TÁC GI LU N VĂN ð ng Th Thùy Nguyên M CL C M! ð"U CHƯƠNG T#NG QUAN 1.1 T$ng quan v nư%c th&i b'nh vi'n 1.1.1 Ngu n phát sinh nư c th i b nh vi n 1.1.2 Tính ch(t thành ph n nư c th i b nh vi n 1.1.3 Phương án phân ngu n nư c th i b nh vi n 1.2 T$ng quan v công ngh' x( lý nư%c th&i b'nh vi'n 1.2.1 Phương pháp mương ôxy hóa 1.2.2 Phương pháp bùn ho t tính 1.2.3 Phương pháp l c sinh h c ng p nư c 10 1.2.4 Phương pháp màng vi sinh t ng chuy*n ñ ng (MBBR) 11 1.2.5 Phương pháp b* ph n ng theo m+ (SBR) 12 1.2.6 Phương pháp thi t b sinh h c màng 13 1.2.7 Phương pháp l c sinh h c nh, gi t 15 1.2.8 Phương pháp th"c v t th y sinh 16 1.2.9 Phương pháp Anammox 17 1.3 T$ng quan v v)t li'u EBB 18 1.3.1 T-ng quan v nghiên c u v t li u EBB th gi i: 18 1.3.2 T-ng quan v nghiên c u v t li u EBB nư c: 22 1.3.3 Nguyên lý ho t ñ ng c a EBB c i ti n 27 1.3.4 Ưu ñi*m c đi*m c a cơng ngh EBB c i ti n 28 1.4 Phân tích l*a ch+n cơng ngh' thích h,p 29 CHƯƠNG 2: ð A ðI M, TH I GIAN, PHƯƠNG PHÁP LU N VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 31 2.1 ð a ñi m, th i gian nghiên c-u 31 2.1.1 ð a ñi*m nghiên c u 31 2.1.2 Th i gian nghiên c u 31 2.2 Phương pháp lu)n phương pháp nghiên c-u 31 2.2.1 Phương pháp lu n 31 2.2.2 Các phương pháp nghiên c u 32 CHƯƠNG K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 37 3.1 S&n xu.t v)t li'u EBB c&i ti/n 37 3.1.1 Xác ñ nh t/ l ph!i tr n v t li u 37 3.1.2 Xác ñ nh t/ l ph!i tr n nư c 38 3.1.3 C(y VSV lên giá th* EBB c i ti n 40 3.1.4 Quy trình s n xu(t EBB c i ti n 41 3.2 ðánh giá hi'u su.t x( lý COD, Amoni, TSS h' th0ng AO s( d1ng giá th sinh h+c EBB c&i ti/n 43 3.2.1 ðánh giá hi u su(t x# lý COD h th!ng AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB c i ti n 44 3.2.2 ðánh giá hi u su(t x# lý Amoni h th!ng AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB c i ti n 51 3.2.3 ðánh giá hi u su(t x# lý TSS h th!ng AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB c i ti n 57 3.3 ð xu.t công ngh' x( lý nư%c th&i b'nh vi'n 64 K T LU N VÀ KI N NGH 67 TÀI LI U THAM KH O 69 PH L C DANH M C CÁC T2 VI T T3T Vi/t t4t Gi&i thích AO Thi u hi u khí (Anoxic Oxic) BOD Nhu c u ôxy sinh h c COD Nhu c u ô xy hóa h c DO Hàm lư ng xy hòa tan EBB V t li u mang vi sinh PVC Nh"a Polyvinylclorua QCVN Quy chu0n Vi t Nam TNMT Tài nguyên môi trư ng TSS T-ng ch(t r1n lơ l#ng VSV Vi sinh v t DANH M C B NG B ng 1.1 Thành ph n nư c th i b nh vi n B ng 1.2 Hi u su(t x# lý c a công ngh EBB t i Mayur Vihar 20 B ng 1.3 Gi i thi u m t s! ñ%c ñi*m c a v t li u Karemzit 23 B ng 1.4 ð%c tính k2 thu t v t li u Zeolit 24 B ng 3.1 ð r3ng t/ l ph!i tr n c a v t li u EBB c i ti n 37 B ng 3.2 T/ l nư c ñ* ph!i tr n 38 B ng 3.3 Vi sinh v t hi u khí t-ng s! (CFU/g) 41 B ng 3.4 Vi sinh v t k khí t-ng s! (CFU/g) 41 B ng 3.5 Thành ph n ch(t ô nhi4m nư c th i c a B nh vi n E 44 B ng 3.6 nh hư ng c a lưu lư ng ñ n hi u su(t t i lư ng x# lý 63 DANH M C HÌNH V5 Hình 1.1 Sơ ñ nguyên t1c phân ngu n nư c th i b nh vi n Hình 1.2 Công ngh x# lý nư c th i b5ng phương pháp mương ơxy hóa Hình 1.3 Sơ ñ công ngh x# lý nư c th i b5ng phương pháp bùn ho t tính Hình 1.4 Sơ ñ công ngh x# lý nư c th i b5ng l c sinh h c ng p nư c 10 Hình 1.5 Cơng ngh x# lý nư c b5ng phương pháp MBBR 11 Hình 1.6 Cơng ngh x# lý nư c b5ng phương pháp SBR 12 Hình 1.7 Cơng ngh x# lý nư c b5ng phương pháp MBR 14 Hình 1.8 X# lý nư c th i b5ng cơng nghê l c sinh h c nh, gi t 15 Hình 1.9 X# lý nư c th i b5ng th"c v t th y sinh 17 Hình 1.10 X# lý nư c th i b5ng công ngh Anammox 18 Hình 1.11 EBB đư c ng d$ng x# lý nư c sơng Melaka Malaysia 20 Hình 1.12 6ng d$ng c a EBB làm s ch b* cá c nh 21 Hình 1.13 Hình nh viên EBB nguyên m u Nh t B n 21 Hình 1.14 Hình nh SEM c a than cacbon hóa nhi t đ 6400C 25 Hình 1.15 Ch ph0m sinh h c Sagi Bio 27 Hình 1.16 Nguyên lý ho t ñ ng c a EBB c i ti n 28 Hình 2.1 Sơ ñ kh!i h th!ng th"c nghi m thi u - hi u khí 32 Hình 2.2 Mơ hình th"c nghi m h th!ng thi u - hi u khí 33 Hình 2.3 Hình dáng khn m u v t li u EBB c i ti n 35 Hình 3.1 Lư ng nư c ph!i tr n 100ml 38 Hình 3.2 Lư ng nư c ph!i tr n 150ml 39 Hình 3.3 Lư ng nư c ph!i tr n120 ml 39 Hình 3.4 C(y VSV vào EBB c i ti n 40 Hình 3.5 EBB c i ti n trư c sau c(y VSV 40 Hình 3.6 Quy trình cơng ngh s n xu(t v t li u EBB c i ti n (dùng cho x# lý nư c th i b nh vi n) 42 Hình 3.7 S n ph0m EBB c i ti n ñư c ch t o t i Vi n Công ngh môi trư ng, Vi n Hàn lâm Khoa h c Công ngh Vi t Nam 43 Hình 3.8 H thí nghi m A-O 43 Hình 3.9 N ng đ hi u su(t x# lý COD qua c t thi u khí 45 Hình 3.10 T i lư ng x# lý COD qua c t thi u khí 475 Hình 3.11 N ng đ hi u su(t x# lý COD qua c t hi u khí 497 Hình 3.12 T i lư ng x# lý COD qua c t hi u khí 47 Hình 3.13 N ng ñ hi u su(t x# lý COD qua h AO 49 Hình 3.14 T i lư ng x# lý COD qua h AO 49 Hình 3.15 N ng đ hi u su(t x# lý Amoni qua c t thi u khí 51 Hình 3.16 T i lư ng x# lý Amoni qua c t hi u khí 51 Hình 3.17 N ng ñ hi u su(t x# lý Amoni qua b* hi u khí 53 Hình 3.18 T i lư ng x# lý Amoni qua b* hi u khí 53 Hình 3.19 N ng đ hi u su(t x# lý Amoni qua h AO 55 Hình 3.20 T i lư ng x# lý Amoni qua h AO 55 Hình 3.21 N ng đ hi u su(t x# lý TSS qua b* thi u khí 57 Hình 3.22 T i lư ng x# lý TSS qua b* thi u khí 57 Hình 3.23 N ng đ hi u su(t x# lý TSS qua b* hi u khí 59 Hình 3.24 T i lư ng x# lý TSS qua b* hi u khí 59 Hình 3.25 N ng ñ hi u su(t x# lý TSS qua h AO 61 Hình 3.26 T i lư ng x# lý TSS qua h AO 61 Hình 3.27 Sơ đ kh!i phương án x# lý nư c th i b nh vi n công ngh AO 64 Hình 3.28 Sơ đ dịng ch y nư c th i b nh vi n b5ng phương pháp AO 65 M! ð"U T!c ñ phát tri*n kinh t cao mang l i nh&ng l i ích to l n c i thi n m c s!ng c a ngư i dân ti m l"c kinh t cho đ(t nư c, nhiên có tác ñ ng n%ng n ñ n ch(t lư ng môi trư ng Trong đó, nhi4m nư c th i m t nh&ng v(n ñ nh c nh!i nh(t Nư c th i b nh vi n m t nh&ng m!i quan tâm, lo ng i sâu s1c ñ!i v i nhà qu n lý mơi trư ng xã h i chúng có th* gây nhi4m mơi trư ng nghiêm tr ng nguy hi*m ñ n ñ i s!ng ngư i Theo th!ng kê c a B Y t , tính đ n c nư c hi n có 1.087 b nh vi n (1.023 b nh vi n nhà nư c, 64 b nh vi n tư nhân) v i t-ng s! 140.000 giư ng b nh, ngồi cịn có 10.000 tr m y t xã, hàng ch$c ngàn s phòng khám tư nhân, s nghiên c u, ñào t o, s n xu(t dư c ph0m, sinh ph0m y t Các s y t , th i kho ng 250.000 m3 nư c th i m3i ngày Lo i nư c th i y t ô nhi4m n%ng v m%t h&u hàm lư ng vi sinh cao g(p 100-1000 l n tiêu chu0n cho phép Tuy nhiên, kho ng 46% s! b nh vi n hi n chưa có h th!ng x# lý nư c th i 70% s! h th!ng x# lý nư c th i hi n có khơng đ t tiêu chu0n [3] Do kinh t cịn nhi u khó khăn, vi c qu n lý x# lý ch(t th i b nh vi n nhi u ñ a phương chưa ñư c quan tâm ñ u tư ñúng m c Ch(t th i b nh vi n, nh&ng đ%c tính chung gi!ng ch(t th i sinh ho t, cịn có đ%c tính tiêng bi t ch a r(t nhi u vi trùng gây b nh có kh lây nhi4m cao, gây nên nh&ng v(n ñ nh c nh!i v v sinh, môi trư ng s c kh,e c ng đ ng Theo ơng Jordan Ryan, nguyên Trư ng ñ i di n thư ng trú Qu2 Mơi trư ng Tồn c u (GEF) t i Vi t Nam, có 80% trư ng h p m1c b nh ngu n nư c b nhi4m, có m t ph n t' nư c th i b nh vi n [8] Vì v y vi c nghiên c u, tìm gi i pháp cơng ngh thích h p đ* x# lý hi u qu nư c th i b nh vi n ñ m b o tiêu chu0n cho phép th i mơi trư ng đư c nhà mơi trư ng ngồi nư c quan tâm Hi n nay, nư c c K/t qu& x( lý TSS c7a h' thi/t b AO s( d1ng giá th sinh h+c EBB T= 16 h T=8 h T=4 h T=2,7 h Hình 3.25 N ng ñ hi u su(t x# lý TSS qua h AO T= 16 h T=8 h T=4 h Hình 3.26 T i lư ng x# lý TSS qua h AO 61 T=2,7 h Hình 3.25 cho th(y n ng ñ hi u su(t x# lý TSS qua h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB th i gian lưu lưu lư ng khác Hình 3.26 cho th(y t i lư ng x# lý c a h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB ng v i th i gian lưu khác - ch ñ lưu lư ng 0,5 l/gi ng v i th i gian lưu 16 gi TSS ñ u vào có giá tr trung bình kho ng 180,1 mg/l TSS đ u có giá tr trung bình kho ng 39,82 mg/l (ñ t QCVN 28:2010/BTNMT) Hi u su(t x# lý TSS h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB t' 69,9% ñ n 82,6% có giá tr trung bình 77,14% T i lư ng x# lý trung bình kho ng 0,21 kg/m3/ngày - ch ñ lưu lư ng l/gi , ng v i th i gian lưu gi TSS đ u vào có giá tr trung bình kho ng 154,8 mg/l TSS đ u có giá tr trung bình kho ng 46,13 mg/l (đ t QCVN 28:2010/BTNMT) Hi u su(t x# lý TSS h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB kho ng t' 60,8% đ n 81,4% có giá tr trung bình 68% T i lư ng x# lý trung bình kho ng 0,33 kg/m3/ngày - ch đ lưu lư ng l/gi , ng v i th i gian lưu gi TSS đ u vào có giá tr trung bình 179,2 mg/l đ u có giá tr trung bình kho ng 86,62 mg/l (đ t QCVN 28:2010/BTNMT) Hi u su(t x# lý TSS h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB t' 35,8% đ n 60,2% có giá tr trung bình 51,3% T i lư ng x# lý trung bình kho ng 0,56 kg/m3/ngày - ch đ lưu lư ng l/gi , ng v i th i gian lưu 2,7 gi TSS đ u vào có giá tr trung bình 179,7 mg/l, đ u có giá tr trung bình kho ng 133,5 mg/l (khơng đ t QCVN 28:2010/BTNMT) Hi u su(t x# lý TSS h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB có giá tr trung bình 25,6% T i lư ng x# lý trung bình kho ng 0,42 kg/m3/ngày V i th i gian lưu 2,7 gi , hi u su(t x# lý TSS qua h thi t b AO s# d$ng giá th* sinh h c EBB th(p 62 K/t lu)n: V i h thí nghi m AO có th* tích h&u ích lít, u ch